一、课程名称及对象
考试名称:化工原理(含实验)
考试对象:参加我校硕士研究生入学考试的考生。
二、理论部分
第一章 流体流动
1.流体流动概述与流体静力学
流体流动及输送问题;定态流动与非定态流动;牛顿粘性定律; 压强特性及表示方法;静力学方程及应用;液柱压差计。
2.流体流动的基本方程
流量与流速的定义;流体流动的质量衡算;流体流动的机械能衡 算;柏努利方程及应用。
3.流体流动现象与阻力计算
雷诺实验;两种流动型态及判据;层流与湍流的特征;管流剪应 力分布和速度分布;边界层概念;边界层分离现象;直管阻力(层流 阻力、湍流阻力);当量的概念(当量直径,当量长度);局部阻力; 流动总阻力计算。
4. 管路计算与流量测量
简单管路计算:复杂管路的特点及计算方法;皮托管流量计、孔 板流量计、文丘里流量计及转子流量计的测量原理和计算方法。
第二章 流体输送机械
1.离心泵
流体输送机械分类;管路特性方程;离心泵工作原理与主要部件; 气缚现象;泵性能参数与特性曲线;工作点和流量调节;泵组合操作 及选择原则;安装高度与汽蚀现象;离心泵操作与选型。
2.其它类型泵与气体输送机械
正位移泵工作原理与结构、性能参数与流量调节(往复泵、旋转 泵等);旋涡泵的结构、工作原理及流量调节;气体输送机械分类;离心式通风机工作原理及性能参数;罗茨鼓风机、真空泵、离心压缩 机与往复压缩机。
第三章 机械分离与固体流态化
颗粒床层的特性;沉降原理;流体对颗粒运动的阻力;球形颗粒 的曳力系数与斯托克斯定律;自由沉降过程;重力沉降速度;重力沉 降设备(降尘室性能分析);离心沉降速度;离心沉降设备(旋风分 离器性能分析);流体通过颗粒层的压降;过滤原理与设备;过滤速 率;过滤基本方程及应用;过滤常数;恒压过滤与恒速过滤;板框过 滤机性能分析与计算;加压叶滤机性能分析与计算;回转真空过滤机 性能分析与计算;加快过滤速率的途径;固体流态化的概念;固体流 态化的主要特性。
第四章 传热
1.热传导
傅立叶定律;导热系数及影响因素;一维定态热传导计算(单层 与多层平壁、单层与多层圆筒壁)。
2.对流传热
对流传热过程分析;牛顿冷却定律;对流传热系数及其影响因素; 无相变对流传热系数经验关联式的建立;准数方程与准数的物理意义; 管内强制对流传热计算、管外强制对流传热、自然对流传热、蒸汽冷 凝传热、液体沸腾传热。
3.热辐射
物体的辐射能力;斯蒂芬-波尔兹曼定律;克希霍夫定律;两灰 体间的辐射传热。
4.传热过程的计算
间壁换热过程;热量衡算式及总传热速率方程;总传热系数计算、 热阻及传热平均温度差;污垢热阻;壁温的计算;传热设计型问题的 参数选择和计算方法;传热操作型问题的分析和计算方法(传热效率 及传热单元数)。
5.换热器
间壁式换热器类型、结构及应用;列管式换热器的设计与选用; 换热器的强化及其它类型。
第五章 吸收
1.吸收概述与气液相平衡
吸收依据;吸收目的;吸收与解吸的特征;吸收过程的分类;吸 收剂的选择;吸收过程的经济性;气体在液体中的溶解度;亨利定律; 温度、压力对相平衡的影响;相平衡与吸收过程的关系。
2.扩散与单相传质
分子扩散与费克定律;气相和液相中的分子扩散(等摩尔反向扩 散、单向扩散);扩散系数及其影响因素;涡流扩散与对流传质;相 内传质速率方程与传质分系数。
3.相际传质
双膜理论;相际传质速率方程与总传质系数;吸收过程传质阻力 分析及控制质阻。
4.低浓度气体吸收(解吸)的计算
低浓度气体吸收的假定;物料衡算与操作线方程;传质速率与填 料层高度的计算;传质单元数与传质单元高度;传质单元数的计算; 吸收塔的设计型计算(吸收过程设计中参数的选择;最小液气比;塔 内返混的影响);吸收塔的操作型计算(计算方法及吸收过程的强化); 板式吸收塔计算。
第六章 蒸馏
1.蒸馏概述与二元物系的汽液相平衡
蒸馏依据;蒸馏目的;理想溶液的汽液相平衡;拉乌尔定律、相 图及相平衡曲线;泡点及露点的计算;相对挥发度;非理想溶液。
2 平衡蒸馏与简单蒸馏
平衡蒸馏;简单蒸馏;平衡蒸馏与简单蒸馏的比较。
3.精馏
精馏原理;全塔物料衡算;恒摩尔流假定;理论板及板效率;加 料板过程分析;精馏段与提馏段操作方程。
4.双组分精馏的设计型计算和操作型计算
理论塔板的逐板计算法及图解法;回流比影响及选择;全回流及 最少理论板数;最小回流比;进料热状况影响及选择;双组分精馏过程的其它类型;实际塔板与全塔效率;填料精馏塔计算;操作参数对 精馏过程的影响;精馏塔的温度分布与灵敏板。
5.间歇精馏与特殊精馏
间歇精馏的特点;恒回流比操作与恒馏出液组成操作;恒沸精馏 的原理及应用;萃取精馏的原理及应用;恒沸精馏与萃取精馏的比较。
6.气液传质设备
气液传质过程对塔设备的一般要求;塔设备类型及特点;板式塔 的结构;板上气液接触状态;塔板水力学性能和不正常操作现象;塔 板负荷性能图;板式塔的效率;评价板式塔的性能指标;常见塔板型 式及特点;筛板塔工艺计算内容;填料塔结构;填料种类及特性;气 液两相在填料塔内的流动;填料塔压降与空塔气速的关系;最小喷淋 密度;填料塔工艺计算方法;填料塔内的传质。
第七章 萃取
萃取的基本概念;液液萃取过程;三角形相图及性质;物料衡算 与杠杆定律;部分互溶物系的相平衡;分配系数与选择性系数;单级 萃取;多级错流萃取;多级逆流萃取;萃取设备。
第八章 干燥
1.物料的去湿方法;干燥过程的分类;湿空气的性质及计算;空 气的湿度图及应用;湿空气状态的变化过程;水分在气固两相间的平 衡(结合水分与非结合水分,平衡水分与自由水分)
2.干燥速率与干燥过程的计算
恒定干燥条件下的干燥速率;干燥曲线与干燥速率曲线;干燥机 理;间歇干燥过程的计算;连续干燥过程的特点;连续干燥过程的物 料衡算、热量衡算及干燥器的热效率。
三、实验部分
1.流体流动阻力的测定 2.离心泵性能实验 3.传热膜系数测定实验 4.吸收实验 5.精馏实验 6.干燥实验.
四、参考书
1.《化工原理》(上、下册)(第四版),谭天恩等编. 北京: 化学工业出版社,2013
2.《化工原理》(上)(第二版),柴诚敬等编.北京:高等 教育出版社,2010
3.《化工原理》(下)(第二版),贾绍义等编.北京:高等 教育出版社,2010
4.《化工原理辅导及习题解析》,杨嘉谟主编.武汉:华中科 技大学出版社,2009